[發明專利]方解石制備固體二氧化碳及金屬鈣的設備

有效

• 申請號: 201510447998.4
• 申請日: 2015-07-28
• 公開（公告）號: CN104986766B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 宋開泉
• 申請（專利權）人: 宋開泉
• 主分類號: C01B32/55
• 分類號: C01B32/55;C22B26/20
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 羅保康

技術領域

本發明涉及化學化合物的制備領域，更具體的涉及方解石制備固體二氧化碳及金屬鈣的設備。

背景技術

鈣是我們非常熟悉的金屬。鈣是人體必需的元素。在工業上，金屬鈣的用途可以用作為還原劑，用來制備其他金屬；用作脫水劑，制造無水酒精；在石油工業上，用作脫硫劑；在冶金工業上，用它去氧或去硫。除此以外鈣的用途還有：1.在鋼鐵冶金行業中生產特種優質鋼板時作為爐外精煉的添加劑，起到防止澆口堵塞、控制夾雜物形態、脫硫及改善鋼水澆鑄性能等重要作用；2.在蓄電池行業用于生產作為鉛酸蓄電池負極板的鉛鈣合金；3.有色金屬、稀土金屬和難熔金屬的冶煉中作為除氧或其他化學成分的還原劑；4.在醫藥行業中生產某些醫藥中間體時作為還原劑。

鈣的制取方法有還原法、電解法、鈣精煉三種。還原法是生產金屬鈣的主要方法。通常用石灰石為原料，經煅燒成氧化鈣，以鋁粉作還原劑。粉碎的氧化鈣與鋁粉按一定比例混合均勻，壓制成塊，在0.01真空和1050-1200℃溫度下反應，生成鈣蒸氣和鋁酸鈣，還原出來的鈣蒸氣在750-400℃下結晶。結晶鈣再在氬氣保護下熔融鑄錠，得到致密的鈣錠。還原法生產鈣的回收率一般在60%左右。較早的電解是接觸法，因該法原料消耗大，金屬鈣在電解質中的溶解度高，電流效率低，產品質量差（含氯1%左右）等，后來改進為液體陰極法電解。鈣精煉：工業鈣再經高真空蒸餾處理可得高純度鈣。一般控制蒸餾溫度為780-820℃，真空度1×10^-4。蒸餾處理對凈化鈣中氯化物效果較差，可在低于蒸餾溫度時，添加氮化物，使之形成復鹽。通過添加氮化物和真空蒸餾凈化，鈣中雜質元素氯、錳、銅、鐵、硅、鋁、鎳等的總和可降到1000-100ppm，即得99.9%-99.99%的高純度鈣。

現有技術中生產二氧化碳和金屬鈣的方法，如中和反應化學方法萃取二氧化碳技術：開釆礦石→粗碎→細碎→磨粉→加鹽酸中和→收集二氧化碳氣體，化學反應式如下：CaCO₃+2HCl====CaCl₂+CO₂↑+H₂O；分解反應化學方法制取金屬鈣, 在催化劑的條件下CaCe₂分解得到金屬鈣，化學反應式如下： CaCl₂====Ca＋Cl₂↑；焙燒法氧化鈣制法：CaCO₃和煤在焙燒的條件下，得到CaO和CO₂，化學反應式如下： CaCO₃＋煤=====CaO＋CO₂↑。

上述提及的二氧化碳，將二氧化碳低溫冷卻后得到固體二氧化碳，又稱干冰，其使用范圍廣泛，在食品、衛生、工業、餐飲中有大量應用。主要有：1.干冰在食品制藥的應用范圍：可以成功去除烤箱中烘烤的殘渣、膠狀物質和油污以及未烘烤前的生鮮制品混合物。有效清結烤箱、混合攪拌設備、輸送帶、模制品、包裝設備、爐架、爐盤、容器、輥軸、冷凍機內壁、餅干爐條等。干冰清洗的益處：排除有害化學藥劑的使用，避免生產設備接觸有害化學物和產生第二次垃圾；擬制或除掉沙門氏菌、利斯特菌等細菌，更徹底的消毒、潔凈；排除水刀清洗對電子設備的損傷；最小程度的設備分解；降低停工時間。2.干冰在工業模具的應用范圍：輪胎模具、橡膠模具、聚氨酯模、聚乙烯模、PET模具、泡沫模具、注塑模具、合金壓鑄模、鑄造用熱芯盒、冷芯盒，可清除余樹脂、失效脫膜層、炭化膜劑、油污、打通排氣孔，清洗后模具光亮如新。在線清洗，無需降溫和拆卸模具，避免了化學清洗法對模具的腐蝕和損害、機械清洗法對模具的機械損傷及劃傷，以及反復裝卸導致模具精度下降等缺點。關鍵的是，可以免除拆卸模具及等待模具降溫這兩項最耗時間的步驟，這樣均可以減少停工時間約80%-95%。干冰清洗益處：干冰清洗可以降低停工工時；減少設備損壞；極有效的清洗高溫的設備；減少或降低溶劑的使用；改善工作人員的安全；增進保養效率；減少生產停工期、降低成本、提高生產效率。3.干冰在娛樂領域的應用范圍：廣泛用于舞臺、劇場、影視、婚慶、慶典、晚會效果等制作放煙，如國家劇院的部分節目就是用干冰來制作效果的。

檢索到以下關于干冰和金屬鈣的制備方法：